Pulswydtebeheer vanlaserpulsbeheertegnologie
Die pulsbeheer van laser is een van die sleutelskakels inlasertegnologie, wat die werkverrigting en toepassingseffek van laser direk beïnvloed. Hierdie artikel sal die pulswydtebeheer, pulsfrekwensiebeheer en verwante modulasietegnologie sistematies uitsorteer, en daarna streef om professioneel, omvattend en logies te wees.
1. Konsep van pulswydte
Die pulswydte van die laser verwys na die duur van die laserpuls, wat 'n sleutelparameter is om die tydseienskappe van die laseruitset te beskryf. Vir ultrakort pulslasers (soos nanosekonde-, pikosekonde- en femtosekondelasers), hoe korter die pulswydte, hoe hoër die piekkrag en hoe kleiner die termiese effek, wat geskik is vir presisiebewerking of wetenskaplike navorsing.
2. Faktore wat die laserpulswydte beïnvloed Die pulswydte van die laser word deur 'n verskeidenheid faktore beïnvloed, hoofsaaklik die volgende aspekte:
a. Eienskappe van die versterkingsmedium. Verskillende tipes versterkingsmedia het 'n unieke energievlakstruktuur en fluoresensie-leeftyd, wat die opwekking en pulswydte van die laserpuls direk beïnvloed. Vastetoestandlasers, Nd:YAG-kristalle en Ti:Saffierkristalle is byvoorbeeld algemene vastetoestandlasermedia. Gaslasers, soos koolstofdioksied (CO₂)-lasers en helium-neon (HeNe)-lasers, produseer gewoonlik relatief lang pulse as gevolg van hul molekulêre struktuur en opgewekte toestandseienskappe; Halfgeleierlasers kan, deur die draer-rekombinasietyd te beheer, pulswydtes bereik wat wissel van nanosekondes tot pikosekondes.
Die ontwerp van die laserholte het 'n beduidende impak op die pulswydte, insluitend: die lengte van die holte, die lengte van die laserholte bepaal die tyd wat nodig is vir lig om een keer en weer in die holte te beweeg, 'n langer holte sal lei tot 'n langer pulswydte, terwyl 'n korter holte bevorderlik is vir die opwekking van ultrakort pulse; Refleksie: 'n Reflektor met hoë reflektansie kan die fotondigtheid in die holte verhoog, waardeur die versterkingseffek verbeter word, maar te hoë reflektansie kan die verlies in die holte verhoog en die pulswydte-stabiliteit beïnvloed; Die posisie van die versterkingsmedium en die posisie van die versterkingsmedium in die holte sal ook die interaksietyd tussen die foton en die versterkingsmedium beïnvloed, en dan die pulswydte beïnvloed.
c. Q-skakeltegnologie en modusvergrendelingstegnologie is twee belangrike maniere om pulslaseruitset en pulswydteregulering te verwesenlik.
d. Pompbron en pompmodus Die kragstabiliteit van die pompbron en die keuse van die pompmodus het ook 'n belangrike impak op die pulswydte.
3. Algemene pulswydtebeheermetodes
a. Verander die werkmodus van die laser: die werkmodus van die laser sal die pulswydte direk beïnvloed. Die pulswydte kan beheer word deur die volgende parameters aan te pas: die frekwensie en intensiteit van die pompbron, die energie-invoer van die pompbron, en die mate van deeltjiepopulasie-inversie in die versterkingsmedium; Die reflektiwiteit van die uitsetlens verander die terugvoerdoeltreffendheid in die resonator, wat dus die pulsvormingsproses beïnvloed.
b. Beheer pulsvorm: pas die pulswydte indirek aan deur die vorm van die laserpuls te verander.
c. Stroommodulasie: Deur die uitsetstroom van die kragtoevoer te verander om die verspreiding van elektroniese energievlakke in die lasermedium te reguleer, en dan die pulswydte te verander. Hierdie metode het 'n vinnige reaksiespoed en is geskik vir toepassingscenario's wat vinnige aanpassing vereis.
d. Skakelaarmodulasie: deur die skakeltoestand van die laser te beheer om die pulswydte aan te pas.
e. Temperatuurbeheer: temperatuurveranderinge sal die elektronenergievlakstruktuur van die laser beïnvloed, en sodoende indirek die pulswydte beïnvloed.
f. Gebruik modulasietegnologie: Modulasietegnologie is 'n effektiewe manier om pulswydte akkuraat te beheer.
LasermodulasieTegnologie is 'n tegnologie wat 'n laser as 'n draer gebruik en inligting daarop laai. Volgens die verhouding met die laser kan dit verdeel word in interne modulasie en eksterne modulasie. Interne modulasie verwys na die modulasiemodus waarin die gemoduleerde sein in die proses van laserossillasie gelaai word om die laserossillasieparameters te verander en sodoende die laseruitseteienskappe te verander. Eksterne modulasie verwys na die modulasiemodus waarin die modulasiesein bygevoeg word nadat die laser gevorm is, en die uitsetlasereienskappe verander word sonder om die ossillasieparameters van die laser te verander.
Modulasietegnologie kan ook geklassifiseer word volgens draermodulasievorme, insluitend analoogmodulasie, pulsmodulasie, digitale modulasie (pulskodemodulasie); Volgens die modulasieparameters word dit verdeel in intensiteitsmodulasie en fasemodulasie.
IntensiteitsmodulatorDie pulswydte word beheer deur die verandering van laserligintensiteit aan te pas.
FasemodulatorDie pulswydte word aangepas deur die fase van die liggolf te verander.
Fasegeslote versterker: Deur die fasegeslote versterkermodulasie kan die laserpulswydte akkuraat aangepas word.
Plasingstyd: 24 Maart 2025